纳米SiO2对混凝土耐蚀性能和溶蚀寿命的影响

王宗熙, 姚占全, 何 梁, 吴晗晗, 刘紫玫

(内蒙古农业大学 水利与土木建筑工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010018)

长期服役于水环境下的大坝、隧洞、混凝土深桩等混凝土工程,因遭受环境水侵蚀,混凝土内部的水化产物逐渐溶解,导致混凝土强度、弹性模量等宏观力学性能下降,尤其是存在于软水或者其他侵蚀介质中的混凝土工程承载能力显著下降[1-5].LE Bellego等[6]研究发现,水泥基材料内部由于水化物溶解造成的孔隙体积增大会引起各材料之间摩擦力减小,材料刚度降低.孔祥芝等[7]在对渗透溶蚀作用下混凝土性能衰减的研究中发现,混凝土性能衰减可与Ca(OH)2溶出率线性拟合,当Ca(OH)2溶出5.13%时,混凝土抗压强度、劈拉强度和弹性模量分别下降2.24%、7.95%和4.10%.因此,水环境下混凝土的溶蚀机理是目前混凝土材料领域的研究热点.

当前,多采用NH4NO3溶液或NH4Cl溶液作为侵蚀介质,开展溶蚀环境下混凝土的加速溶蚀试验,进而解答混凝土宏观性能、微结构及物相的变化规律.国内外众多学者研究证实[8-10],混凝土在侵蚀介质作用下,水化产物Ca(OH)2在孔隙液与外部环境的摩尔浓度梯度下不断溶解析出,进而引起水化硅酸钙(C-S-H)、单硫型水化硫铝酸钙(AFm)、钙矾石(AFt)不断脱钙溶出,使水化产物逐渐失去胶凝性,混凝土内部疏松多孔,孔隙孔径变大,强度和耐久性降低.以往研究中,针对水泥基材料溶蚀的研究集中在钙离子溶出量[11-12]、Ca(OH)2溶蚀深度[8,13]、扩散系数[14]等溶蚀参数的测试方面,对溶蚀前后水化产物及……